開放式石材幕墻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與分析

金衛(wèi)國(guó)

摘 要：通過對(duì)開放式石材幕墻保溫、防水和防潮措施應(yīng)用的案例，分析由它形成的兩道空氣隔離層，一道保溫（巖棉）層、一道防水層的節(jié)能技術(shù)構(gòu)造以及相互間的作用，為開放式石材幕墻的節(jié)能技術(shù)體系提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：開放式石材幕墻；保溫；防水；節(jié)能

Application and analysis of open stone curtain wall Energy-saving technology

Jin Wei-guo

（Jiangsu crystal-day Construction Engineering Co.， Changzhou， Jiangsu 213000）

Abstract： The case for open stone walls insulation， waterproofing and moisture-proof measures applied to analyze two air formed by its isolation layer， a thermal insulation （rock wool） layer， a waterproof layer construction of energy-saving technologies and the role of each other， provide a useful reference for the energy-saving technology system of open stone walls.

Keywords： open stone walls； insulation； waterproof； saving

近十年來，石材幕墻出現(xiàn)了石板縫不注密封膠的開放式體系，石板間保留8～15mm的縫隙，如2004年常州市行政中心E、F樓；2013年南京江蘇飯店的外幕墻，均采用了開放式石材幕墻。該幕墻的產(chǎn)生或許是從安全上考慮，當(dāng)幕墻相對(duì)于建筑主體發(fā)生位移時(shí)，為防止幕墻石材相互擠壓產(chǎn)生破損帶來安全隱患；或許是從裝飾效果上考慮，石板縫不注膠避免密封膠的硅油滲入石材微孔對(duì)其造成污染，保持石板縫的自然清潔、大方時(shí)尚。

目前，通常采用的是石板縫注膠的全封閉式幕墻，幕墻面層與建筑外墻外側(cè)之間的空氣層是封閉的，內(nèi)在的空氣受室內(nèi)外氣溫差的影響產(chǎn)生凝結(jié)水，聚集在鋼構(gòu)件中難以排出，久而久之會(huì)使鋼構(gòu)件銹蝕，二三十年下來，嚴(yán)重的會(huì)影響幕墻的使用壽命。開放式石材幕墻，幕墻面層與建筑外墻外側(cè)之間的空氣層是敞開或半敞開的空氣層，一般情況下空氣層的空氣處在靜態(tài)，但在外界氣候的作用下，空氣層的空氣是紊流狀態(tài)，凝結(jié)水汽的排出相對(duì)容易，但存在雨水浸入及幕墻的氣密性、保溫材料的防潮、防水等問題。

我們知道，幕墻節(jié)能的工程技術(shù)是綜合性的、多方面的，從設(shè)計(jì)上要考慮保溫隔熱的原理：從施工技術(shù)要點(diǎn)上涉及到氣密性、保溫材料、防水防潮、遮陽設(shè)施、斷橋隔熱、隔汽層等等。其中一、幕墻的氣密性能等級(jí)要符合GB/T21086—2007《建筑幕墻》的相關(guān)規(guī)定、滿足設(shè)計(jì)要求。施工技術(shù)上其密封材料要硬度適中、彈性好、耐老化、斷面尺寸與實(shí)際相符（防止過大或過小與型材不配套）、必要時(shí)要與廠家配合，設(shè)計(jì)生產(chǎn)專用的密封條。二、幕墻保溫材料的厚度和密度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)值，安裝要牢固、密實(shí)、平整、不脫落。三、對(duì)保溫材料的防水防潮技術(shù)措施要持久有效，否則保溫材料浸水受潮直接影響節(jié)能效果。《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50411）—2007）以強(qiáng)制性條文規(guī)定：“單位工程竣工驗(yàn)收應(yīng)在建筑節(jié)能分部工程驗(yàn)收合格后進(jìn)行”。節(jié)能效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的傳熱系數(shù)指標(biāo)限值則不能通過驗(yàn)收，可見幕墻節(jié)能工程的重要性。

幕墻是由金屬支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成，近幾年來建筑倡導(dǎo)節(jié)能，在幕墻面層與建筑外墻外側(cè)之間必須要安裝保溫材料（多為巖棉），對(duì)于保溫材料的防水防潮措施，非開放式和開放式幕墻的共同點(diǎn)是密封性問題。

非開放式石材幕墻石板縫注密封膠，一般保溫材料與石板結(jié)合在一起，或與建筑外墻外側(cè)結(jié)合在一起，幕墻面層與建筑外墻外側(cè)有約50mm的空氣層，供凝結(jié)水從層間向下排出，這種凝結(jié)水是因空氣層中的空氣受室內(nèi)外氣溫差造成的，主要受冬、夏季節(jié)或晝、夜間的外界氣溫的變化產(chǎn)生，不受雨水天氣的影響，因此，僅僅凝結(jié)水是有限的。

開放式石材幕墻面層與建筑外墻外側(cè)之間的空氣層是敞開或半敞開的，無論保溫材料是與幕墻面板結(jié)合還是與建筑外墻外側(cè)結(jié)合，直接受到外界氣溫的變化產(chǎn)生凝結(jié)水，特別當(dāng)雨天雨水經(jīng)敞開的石板縫流入，雖大部分雨水會(huì)從面板背后向下排出，但剩余的雨水滲入石材背面和金屬表面有待雨后蒸發(fā)排出。似乎敞開式的空氣層有利于凝結(jié)水的排出，其實(shí)不然，一般情況下空氣層的空氣處在靜壓狀態(tài)，空氣層幕墻外側(cè)空氣受自然氣候（風(fēng)）的影響，處在靜壓和動(dòng)壓狀態(tài)，兩者之和稱為全壓，它大于空氣層的靜壓，因此空氣層內(nèi)的潮氣排出是個(gè)緩慢的過程，過程中不但保溫材料會(huì)受潮，幕墻的支承體系金屬構(gòu)件在防腐的薄弱部位也會(huì)被腐蝕，影響幕墻的安全使用壽命，特別在雨水偏多的地區(qū)?？梢婇_放式石材幕墻，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮到節(jié)能問題，還要考慮到防水技術(shù)問題。

開放式石材幕墻的節(jié)能技術(shù)目前尚無明確的具體的規(guī)范可尋，設(shè)計(jì)和施工技術(shù)尚須探索。2004年的常州市行政中心開放式石材幕墻，當(dāng)時(shí)未考慮節(jié)能要求即未

圖1安裝保溫材料，僅考慮在石材幕墻與建筑主體及與玻璃幕墻連接的部位，采用1.5mm厚的鍍鋅板作為防水檔板（見示意圖1）。

2013年南京江蘇飯店開放式石材幕墻近20000m2，設(shè)計(jì)有節(jié)能要求，本人作為該工程的項(xiàng)目經(jīng)理，參入施工全過程，從該幕墻的保溫層及防水防潮措施中，聯(lián)想到它對(duì)節(jié)能的作用有如下認(rèn)識(shí)：

（1）該幕墻節(jié)能的技術(shù)構(gòu)造：

幕墻面層石板縫8mm，石板背面采用1.5mm鍍鋅板作為防水層，鍍鋅板與石板面層間距32mm（由石材掛件隔離）。鍍鋅板與建筑主體外墻外側(cè)間距約100mm，其中安裝保溫材料（巖棉厚50mm）與外墻外側(cè)結(jié)合。鍍鋅板對(duì)巖棉起防水防潮作用（見示意圖2）。鍍鋅板橫向上口用不銹鋼鏍釘與幕墻鋼架副龍骨5#角鋼連接，橫向下口及豎向邊緣相互搭接后用鉚釘連接，接縫處注密封（見示意圖3）。

（2）該構(gòu)造對(duì)節(jié)能的作用分析：

由圖2可見，石材面層與鍍鋅板之間形成寬32mm的半開放式空氣層，該層的空氣從上到下與外界空氣相通（不產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”），處在靜態(tài)或紊流狀態(tài)。當(dāng)雨天雨水流入該層后大部分會(huì)沿石材背面向下排出，其余水份雨后蒸發(fā)從石縫排出。因有鍍鋅板的隔離，雨水不會(huì)對(duì)保溫材料（巖棉）產(chǎn)生影響。該空氣層既起防水防潮作用；又起第一道隔離室外空氣氣溫的作用。鍍鋅板與主體外墻保溫層之間間距約50mm（在造型柱部位約有300mm）形成第二道空氣隔離層，室外氣溫變化對(duì)第二道空氣層的影響僅通過鍍鋅板的熱傳導(dǎo)，層間因室內(nèi)外氣溫溫差小，對(duì)保護(hù)室內(nèi)氣溫能耗有利，層間既使產(chǎn)生凝結(jié)水也是很有限的。

（3）該節(jié)能構(gòu)造的關(guān)鍵：

既起防水又起隔熱作用的關(guān)鍵是防水鍍鋅板的安裝技術(shù)，在案例的設(shè)計(jì)中石材背襯鍍鋅板與鋼骨架連接要透過石材掛件，大量的鉆孔及鍍鋅板四邊搭接的接縫、鉚釘孔等部位，水是無孔不入，“堵漏防滲”對(duì)于施工打膠是個(gè)耐心細(xì)致的工序，要投入大量的人力時(shí)耗，施工和質(zhì)量檢查也容易出現(xiàn)疏漏，難保該系統(tǒng)完整的氣密性。如果將鍍鋅板的搭接方式圖3所示，改為像矩形鍍鋅板風(fēng)管翻邊咬口的連接方式（見示意圖4），可大量減少鉚釘?shù)倪B接和條縫的注膠工作量，也可減少密封膠用量。但增設(shè)鍍鋅板防水層勢(shì)必增加工程造價(jià)應(yīng)引起注意，要做好一次性投資與長(zhǎng)久節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)對(duì)比，以便采取最佳方案。

（4）該節(jié)能構(gòu)造的可取性：

從圖2整個(gè)節(jié)能構(gòu)造來看，它由兩道空氣隔離層、一道保溫（巖棉）層、一道防水層組成。與有保溫要求的玻璃幕墻相比，它的第一道半開放式隔氣層相當(dāng)于玻璃幕墻的中空玻璃，起到一定的隔熱作用，又有利于層間凝結(jié)水的蒸發(fā)排出，同時(shí)大大降低外界氣溫對(duì)第二道隔氣層空氣的影響，使室內(nèi)外氣溫差小并處于穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)保護(hù)室內(nèi)氣溫?fù)p耗有利。因此，該節(jié)能構(gòu)造從原理上對(duì)建筑保溫節(jié)能具有積極的作用，如果能完善防水鍍鋅板的安裝方式并且經(jīng)濟(jì)上可行，對(duì)類似的開放式幕墻節(jié)能有參考和借鑒作用。endprint